一种基于塑性区深度的圆弧槽激光弯曲成形方法技术

本发明专利技术属于金属板材激光弯曲三维成形领域，特别涉及一种基于塑性区深度的圆弧槽激光弯曲成形方法，可用于各类圆弧槽形舱壁件的无模三维成形。本发明专利技术基于温度梯度机理，根据预期加工圆弧槽的形状、金属板激光扫描区厚度方向的再结晶温度分布，并依据材料再结晶温度计算塑性区深度，建立塑性区深度与圆弧槽弯曲角度的关系；根据圆弧槽形角度需求，通过控制塑性区深度使金属板材弯曲至期望角度，从而实现金属板材圆弧槽激光弯曲三维成形。本发明专利技术能够节约传统圆弧槽模具成形的模具制造成本，可根据圆弧槽形状变化对激光弯曲扫描路径迅速进行调整，能够实现快速制造、缩短研发周期、提高成形精度。

A Laser Bending Method of Arc Groove Based on the Depth of Plastic Zone

The invention belongs to the field of laser bending three-dimensional forming of metal sheets, in particular relates to a method of laser bending of circular groove based on the depth of plastic zone, and can be used for die-less three-dimensional forming of various circular groove bulkheads. Based on the mechanism of temperature gradient, according to the shape of the arc groove and the recrystallization temperature distribution along the thickness direction of the laser scanning zone of the metal plate, and according to the recrystallization temperature of the material, the depth of the plastic zone is calculated, and the relationship between the depth of the plastic zone and the bending angle of the arc groove is established. The laser bending of metal sheet with circular groove is realized. The invention can save the manufacturing cost of traditional arc groove die forming, adjust the scanning path of laser bending rapidly according to the change of arc groove shape, realize rapid manufacturing, shorten the research and development period, and improve the forming accuracy.

【技术实现步骤摘要】
一种基于塑性区深度的圆弧槽激光弯曲成形方法
本专利技术属于金属板材激光弯曲三维成形领域，特别涉及一种基于塑性区深度的圆弧槽激光弯曲成形方法，可用于各类圆弧槽形舱壁件的无模三维成形。
技术介绍
各类圆弧槽形舱壁件的无模具柔性加工一直是加工成形的难点。相较于传统模具加工方法，激光弯曲成形作为一种无模、无外力、非接触的快速成形技术，对于单件小批量生产的槽型件加工具有独特优势，其易于实现自动化，可实现复杂形状三维成形。基于再结晶温度划定塑性截面宽度、深度，利用塑性深度与弯曲角度的对应经验公式，确定的激光加工过程各个激光参数激光来加工圆弧槽，实现各类圆弧槽的快速、准确的弯曲成形，能够节约制造成本，缩短零件研发周期。文献“层合板激光弯曲试验与弯折区过渡层材料特性研究[D]，张攀，大连理工大学硕士学位论文，2016：28”研究了两周期典型件-槽型舱壁件试制的过程，经过两次装夹，成功成形出两周期的小型直槽舱壁件样件。样件整体结构对称，整体弯曲角度误差小，无明显翘曲现象，激光作用表面的质量良好。专利“一种金属板材激光柔性弯曲成形圆弧槽的方法”利用激光弯曲成形技术对激光弯曲扫描路径进行规划，可以实现单一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于塑性区深度的圆弧槽激光弯曲成形方法，其特征在于，步骤如下：步骤一、用夹具夹持金属板一端，将金属板置于激光加工工作台上；通过金属板弯折区的金相组织，得到金属板激光扫描区厚度方向的再结晶温度分布，由再结晶温度范围0.4T材料熔点≤T＜T材料熔点确定塑型区深度s；步骤二、根据塑性区深度s与圆弧槽弯曲角度α的经验公式，以及塑性区截面宽度d、深度s和板厚h满足取值范围：d＞h＞s且1/3h≤s≤2/3h，确定激光扫描工艺参数范围：激光功率P为90‑140W、激光离焦量6‑10mm、激光扫描速V为400‑800mm/min、激光频率40Hz和脉冲宽度2ms；对于每条激光的扫描路径，圆弧槽各扫描...

【技术特征摘要】
1.一种基于塑性区深度的圆弧槽激光弯曲成形方法，其特征在于，步骤如下：步骤一、用夹具夹持金属板一端，将金属板置于激光加工工作台上；通过金属板弯折区的金相组织，得到金属板激光扫描区厚度方向的再结晶温度分布，由再结晶温度范围0.4T材料熔点≤T＜T材料熔点确定塑型区深度s；步骤二、根据塑性区深度s与圆弧槽弯曲角度α的经验公式，以及塑性区截面宽度d、深度s和板厚h满足取值范围：d＞h＞s且1/3h≤s≤2/3h，确定激光扫描工艺参数范围：激光功率P为90-140W、激光离焦量6-10mm、激光扫描速V为400-800mm/min、激光频率40Hz和脉冲宽度2ms；对于每条激光的扫描路径，圆弧槽各...

【专利技术属性】
技术研发人员：王续跃，李紫慧，李滨，王晓明，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21